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電化學(xué)傳感器—原電池原理
電化學(xué)毒氣傳感器是一種微燃料電池元件，它可以直接反映出氣體濃度而不必通過(guò)分壓來(lái)反映。
從電化學(xué)概念上來(lái)說(shuō)，傳感器包括兩個(gè)電極—感應(yīng)電極和負(fù)電極，它們被一層電解質(zhì)薄膜分離開(kāi)來(lái)，它們被一個(gè)塑料殼密封起來(lái)，只留有一個(gè)小孔允許氣體進(jìn)入感應(yīng)電極，傳感器內(nèi)的電極通過(guò)引腳被連接到所應(yīng)用的設(shè)備上。引腳還可以與外部的電阻電路相連，這樣當(dāng)有電流通過(guò)是就可以測(cè)出電勢(shì)差。擴(kuò)散進(jìn)入傳感器的氣體在感應(yīng)電極表面發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，在另一電極發(fā)生與之相對(duì)的逆反應(yīng)，在外部電路上形成電流。由于氣體進(jìn)入傳感器的速度由柵孔控制，所以產(chǎn)生的電流與傳感器外氣體濃度成比例，就可以直接測(cè)量當(dāng)前毒氣含量了。
一氧化碳傳感器的電極發(fā)上發(fā)生的反應(yīng)是:
感應(yīng)電極: CO + H2O =CO2 + 2H+ +2e-
逆電極: ?O2 + 2H+ + 2e-=H2O
總反應(yīng)方程式: CO + ?O2 =CO2
類似的反應(yīng)也發(fā)生在能被氧化或還原的所有其它毒氣。
逆電極發(fā)生的反應(yīng)來(lái)看，氧氣顯然是當(dāng)前反應(yīng)發(fā)生的必需氣體，這些氧氣通常由被空氣混合傳輸至傳感器的前部或通過(guò)傳感器兩側(cè)的樣品氣體提供（通常幾千ppm已經(jīng)足夠了）。